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恰饭|惯性导航系列之陀螺仪

惯性导航是以惯性仪表为核心的惯性系统集成之一 。 在惯性技术领域 ， 从技术层次来看 ， 分为惯性仪表与惯性系统两个层级 ， 惯性仪表主要包括测量角运动的陀螺仪和测量线运动的加速度计；惯性系统是以惯性仪表为核心 。 利用集成技术实现的惯性测量、惯性导航以及稳控系统 ， 其中惯性导航应用领域最为广泛 。
陀螺仪：经历四个时期发展 ， 应用场景划分测量精度要求
惯性导航系统的核心装置是陀螺仪和加速度计 。 通常情况下 ， 每套惯性测量装置包含三组陀螺仪和加速度计 ， 分别测量三个自由度的角加速度和线加速度 ， 通过对加速度的积分和初始速度、位置的叠加运算 ， 得到物体在空间位置中的运动方向和速度 ， 结合惯性导航系统内的运动轨迹设定 ， 对航向和速度进行修正以实现导航功能 。
恰饭|惯性导航系列之陀螺仪
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陀螺仪器件的发展共经历四个阶段 ， 呈现出高精度、小型化、可靠性强的发展趋势 。 陀螺仪发展的前三个阶段为机电陀螺仪时代 ， 由最初的轴承陀螺仪、液浮和气浮陀螺仪发展至挠性陀螺仪 ， 陀螺仪的精度不断能提升；20世纪70年代后 ， 随着光学和微电子技术在陀螺仪领域的应用 ， 基于不同测量原理的光学陀螺仪（激光陀螺仪和光纤陀螺仪）和MEMS陀螺仪应运而生 ， 同时在机电陀螺仪领域发展出性能更佳的静电陀螺仪 。 未来基于现代量子力学技术的核磁共振陀螺仪、原子干涉陀螺仪 ， 将向更高精度、更可靠、体积更小的方向发展
陀螺仪发展历史
根据应用场景和精度要求不同 ， 可以把惯性导航所需陀螺仪器件分为战略级、导航级、战术级和商业级（消费级） 。
1、战略级应用场景集中于航天和航海领域 ， 包括战略导弹核潜艇、航空母舰或者洲际导弹等 ， 要求标度因数定性<1ppm ， 多使用环形激光陀螺仪和机电陀螺仪；
2、导航级应用场景多为各类导弹武器 ， 要求标度因数定性<100ppm ， 多使用环形激光陀螺仪、光纤陀螺仪和动力调谐陀螺仪；
3、战术级应用场景包括地面兵装武器和飞行器 ， 如各类装甲车和战斗机 ， 要求标度因数定性<1000ppm ， 多使用环形激光陀螺仪、光纤陀螺仪和动力调谐陀螺仪；
【恰饭|惯性导航系列之陀螺仪】4、商业级应用场景为民用 ， 常用领域包括汽车导航、消费电子产品等 ， 要求标度因数定性>1000ppm ， 多使用MEMS陀螺仪和光纤陀螺仪 。


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